幾年前，汽車發動機工業與美國Sandia國家實驗室聯合組建了一個汽車發動機研究小組。該研究小組成員來自世界各地，其研究實驗室位于加利福尼亞州利弗莫爾的燃燒研究設備實驗室(Combustion Research Facility)。在研究過程中，該研究小組發現了一個前所未有的現象。

研究小組成員燃燒專家Mark Musculus表示：“每當研究小組內成員燃燒專家試圖改變發動機燃燒條件以便得到更低的廢氣排放時，他們均遇到了同一個問題，那就是在發動機燃燒條件改變時，發動機尾氣中一氧化碳和未完全燃燒的殘余燃油的含量都會相應增多。每個研究人員都遇到了相同的問題，但沒有人知道其中發生的原因。”

Mark Musculus還表示：“在實驗中，我們采用了光學發動機，該光學發動機配備一個石英窗口供人們觀察發動機內燃油的燃燒情況。通過激光等高科技診斷手段發現，在燃油噴射器附近出現了“過混合”現象，其中“過混合”現象是燃油含量過低，空氣含量過高油氣比例失調造成的。由于人們忽略了對燃燒過程的控制，所以才出現了這一系列的問題。”

“過混合”現象會減緩燃燒進程，降低燃燒劇烈程度，導致燃燒不完全，一氧化碳和殘余燃油含量過高等問題。一氧化碳和殘余燃油不僅有毒污染空氣，而且還會降低發動機燃油效率。

低溫燃燒柴油

燃燒研究設備實驗不僅可以有效解決實際問題，而且還會帶來額外的實驗成果。燃燒研究設備實驗小組目前主要進行低溫燃燒柴油的研究。該研究小組認為低溫燃燒柴油將為重型、輕型柴油機提供新一代清潔能源，這樣可以省去一系列不必要的昂貴的復雜尾氣處理系統。

Mark Musculus表示：“研究柴油機清潔能源的意義重大，而低溫燃燒柴油的出現提供了一種全新的解決方案。”

在20世紀90年代后期燃燒研究設備研究員John Dec研究發現在低溫下燃燒柴油可以有效降低尾氣中粉塵和氮氧化物的含量。其中，粉塵和氮氧化物是尾氣中主要的污染物。

此次，美國Sandia國家實驗室汽車發動機研究小組通過利用激光檢測診斷手段發現，柴油機柴油濃度過高的區域會導致產生粉塵。另外，隨著發動機內溫度的升高，氮氧化物的產生速率以指數速率增長，所以氮氧化物隨著柴油發動機內溫度升高而增多。